河外电磁级联及不同强度磁场中的级联伽马射线发射
高能天体物理现象
2023-10-16 v1
摘要
我们讨论磁场对由超高能宇宙线引发的河外电磁级联所产生的弥漫伽马射线发射的影响。空间中各区域的场强差异显著：空洞中可能为 10^(-12) G 及更低，星系、星系团与星系群内部约为 ~10^(-6) G，其周围约为 ~10^(-7) G，纤维结构中约为 ~10^(-8)-10^(-9) G。场强高于空洞的结构在宇宙中占据比例较小，因此它们对级联发射影响较弱。然而，在研究河外磁场大尺度分量以及搜寻奇异粒子时，了解这一影响可能是相关的，因为后者情形下需知晓所有分量对河外伽马射线背景的贡献，其中之一就是级联发射。为研究磁场效应，我们在约 10^(-6)、10^(-9) 与 10^(-12) G 及更低的均匀磁场中模拟粒子传播。发现于约 10^(-9) G 及更低的场中，能量 E<=10^17 eV 处的弥漫级联伽马射线能谱相吻合。因此，在研究 E<=10^17 eV 处级联发射对河外伽马射线背景的贡献时，无需特定的 EGMF 模型。在 10^(-6) G 均匀场（看似不现实）情形下，该推论在 ~10^7-10^9 eV 能量范围内成立。所得结果亦可用于研究河外磁场的大尺度分量。
引用
@article{arxiv.2310.08769,
title = {Extragalactic electromagnetic cascades and cascade gamma-ray emission in magnetic fields of various strength},
author = {A. Uryson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.08769},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 3 figures, accepted in Advances in Space Research, avaliable online 26 Sept 2023